что значат квадратные скобки в химии в формуле
Что значат квадратные скобки в химии в формуле
Когда химические вещества вступают во взаимодействие, химические связи между их атомами разрушаются и образуются новые, уже в других сочетаниях. В результате одни вещества превращаются в другие.
Рассмотрим реакцию горения метана, происходящую в конфорке газовой плиты:
Молекула метана (CH₄) и две молекулы кислорода (2O₂) вступают в реакцию, образуя молекулу углекислого газа (CO₂) и две молекулы воды (2H₂O). Связи между атомами углерода (С) и водорода (H) в метане, а также между атомами кислорода (O) разрываются, и образуются новые связи между атомами углерода и кислорода в молекуле углекислого газа (CO₂) и между атомами водорода и кислорода в молекуле воды (H₂O).
Картинка даёт наглядное представление о том, что произошло в ходе реакции. Но зарисовывать сложные химические процессы такими схемами неудобно. Вместо этого учёные используют уравнения химических реакций.
Химическое уравнение — это условная запись химической реакции с помощью формул и символов.
Их записывают в виде схемы, в которой отражён процесс превращения. В левой части располагаются формулы реагентов — веществ, вступающих в реакцию. Завершается уравнение продуктами реакции — веществом или веществами, которые получились в результате.
Новые вещества образуются потому, что изменяются связи между атомами, но сами атомы не возникают из ниоткуда и не исчезают в никуда. На рисунке видно, что атом углерода из состава метана перешёл в состав углекислого газа, атом водорода — в состав воды, а атомы кислорода распределились между молекулами углекислого газа и воды. Число атомов не изменилось.
Согласно закону сохранения массы, общая масса реагентов всегда равна общей массе продуктов реакции. Именно поэтому запись химической реакции называют уравнением.
Виды химических реакций
Вещества вступают в реакции по-разному, можно выделить четыре наиболее частых варианта:
Сложное вещество негашёная известь соединяется с водой, и образуется новое сложное вещество — гашёная известь:
Стрелка вверх означает, что образовался газ. Он улетучивается и больше не участвует в реакции.
В примере атомы цинка замещают атомы водорода в составе хлороводорода, и образуется хлорид цинка:
Стрелка вниз означает, что вещество выпало в осадок, поскольку оно нерастворимо.
Коэффициенты в уравнениях химических реакций
Чтобы составить уравнение химической реакции, важно правильно подобрать коэффициенты перед формулами веществ.
Коэффициент в химических уравнениях означает число молекул (формульных единиц) вещества, необходимое для реакции. Он обозначается числом перед формулой (например, 2NaCl в последнем примере).
Коэффициент не следует путать с индексом (числом под символом химического элемента, например, О₂). Индекс обозначает количество атомов этого элемента в молекуле (формульной единице).
Чтобы узнать общее число атомов элемента в формуле, нужно умножить его индекс на коэффициент вещества. В примере на картинке (2H₂O) — четыре атома водорода и два кислорода.
Подобрать коэффициент — значит определить, сколько молекул данного вещества должно участвовать в реакции, чтобы она произошла. Далее мы расскажем, как это сделать.
Алгоритм составления уравнений химических реакций
Для начала составим схему химической реакции. Например, образование оксида магния (MgO) в процессе горения магния (Mg) в кислороде (O₂). Обозначим реагенты и продукт реакции:
Чтобы схема стала уравнением, нужно расставить коэффициенты. В левой части схемы два атома кислорода, а в правой — один. Уравняем их, увеличив число молекул продукта:
Теперь число атомов кислорода до и после реакции одинаковое, а число атомов магния — нет. Чтобы уравнять их, добавим ещё одну молекулу магния. Когда количество атомов каждого из химических элементов в составе веществ уравнено, вместо стрелки можно ставить равно:
Уравнение химической реакции составлено.
Рассмотрим реакцию разложения. Нитрат калия (KNO₃) разлагается на нитрит калия (KNO₂) и кислород (О₂):
В обеих частях схемы по одному атому калия и азота, а атомов кислорода до реакции 3, а после — 4. Необходимо их уравнять.
Для начала удвоим коэффициент перед реагентом:
Теперь в левой части схемы шесть атомов кислорода, два атома калия и два атома азота. В левой по-прежнему по одному атому калия и азота и четыре атома кислорода. Чтобы уравнять их, в правой части схемы нужно удвоить коэффициент перед нитритом калия.
Снова посчитаем число атомов каждого химического элемента в составе веществ до и после реакции: два атома калия, два атома азота и шесть атомов кислорода. Равенство достигнуто.
Химические уравнения не только позволяют предсказать, что произойдёт при взаимодействии тех или иных веществ, но и помогают рассчитать их количественное соотношение, необходимое для реакции.
Учите химию вместе с домашней онлайн-школой «Фоксфорда»! По промокоду CHEMISTRY892021 вы получите бесплатный недельный доступ к курсам химии за 8 класс и 9 класс.
У нас вы сможете учиться в удобном темпе, делать упор на любимые предметы и общаться со сверстниками по всему миру.
Попробовать бесплатно
Интересное по рубрике
Найдите необходимую статью по тегам
Подпишитесь на нашу рассылку
Мы в инстаграм
Домашняя онлайн-школа
Помогаем ученикам 5–11 классов получать качественные знания в любой точке мира, совмещать учёбу со спортом и творчеством
Посмотреть
Рекомендуем прочитать
Реальный опыт семейного обучения
Звонок по России бесплатный
Посмотреть на карте
Если вы не нашли ответ на свой вопрос на нашем сайте, включая раздел «Вопросы и ответы», закажите обратный звонок. Мы скоро свяжемся с вами.
Квадратные скобки указывают на молярную концентрацию
Примеры состава комплексных соединений
3. НОМЕНКЛАТУРА КОМПЛЕКСНЫХ СОЕДИНЕНИЙ
Название комплексного соединения состоит из двух слов, состоящих из названий аниона и катиона. Название читается справа налево, при этом анион называют в именительном падеже, а катион – в родительном.
Названии комплексного иона (или электронейтральной комплексной частицы) включают число лигандов и их название. Число лигандов указывают греческими числительными:
1 – моно, 2 – ди, 3 – три, 4 – тетра, 5 – пента, 6 – гекса, 7 – гепта, 8 – окта.
Название комплексообразователя зависит от заряда иона в который он входит. В случае комплексного катиона или комплексной частицы без внешней сферы применяется русское название комплексообразователя, а в случае комплексного аниона – после названия лигандов добавляется корень латинского названия элемента-комплексообразователя и окончание «-ат».
Если в состав внутренней сферы комплекса входят в качестве лигандов молекулы и анионы, то в первую очередь называют анионы (с окончанием на «о»), а затем молекулы. Если для комплексообразователя возможно несколько степеней окисления, то ее указывают в круглых скобках римской цифрой.
Примеры названий комплексных соединений анионного типа:
Na[Al(OH)4] – тетрагидроксоалюминат натрия
K3[Fe(CN)6] – гексацианоферрат (III) калия
K4[Fe(CN)6] – гексацианоферрат (II) калия
K2[Pt(NH3)2Cl4] – тетрахлородиамминплатинат (II) калия
Примеры названий комплексных соединений катионного типа:
[Ag(NH3)2]Cl – хлорид диамминсеребра
[Pt(NH3)4Cl2]Cl2 –хлорид дихлоротетраамминплатины (IV)
[Cu(H2O)4]SO4 – сульфат тетрааквамеди (II)
Примеры названий электронейтральных комплексов:
[Pt(NH3)4Br2] – дибромотетраамминплатина
4. ДИССОЦИАЦИЯ КОМПЛЕКСНЫХ СОЕДИНЕНИЙ
Как отмечалось ранее, комплексные соединения диссоциирует по типу сильного электролита на комплексоообразователь и ионы внешней сферы. В свою очередь комплексный ион или электронейтральный комплекс диссоциируют по типу слабого электролита на коплексообразаватель и лиганды.
Пример диссоциации анионного комплекса – гексацианоферрат(II) калия
Так как диссоциация комплексного иона является обратимым процессом, то количественно состояние равновесия характеризуется соответствующим значением Кр. Применительно к диссоциации комплексного иона вместо Кр записывают Кн – константа нестойкости .
Пример диссоциации катионного комплекса – сульфата тетрааминмеди(II)
.
5. РЕАКЦИИ С УЧАСТИЕМ КОМПЛЕКСНЫХ СОЕДИНЕНИЙ
5.1. Образование комплексных соединений
Примеры реакций образования комплексных соединений:
Cr(OH)3 + 3К + + 3OH – ↔ [Cr(OH)6] 3– + 3К + ,
Вывод:
Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет
Коэффициенты и индексы в химических уравнениях
По коэффициенту можно узнать, сколько всего молекул или атомов принимают участие в реакции. Индекс показывает, сколько атомов входит в молекулу. Уравнением реакции называется запись химического процесса с помощью химических формул и математических знаков.
В такой науке, как химия, такая запись называется схемой реакции. Если возникает знак «=», то называется «уравнение». Давайте расставлять коэффициенты. В Са одна частица, так как коэффициент не стоит. Индекс здесь тоже не написан, значит, единица. Справа уравнения Са тоже один. По Са нам не надо работать. Смотрим следующий элемент. Это кислород.
Индекс говорит о том, что здесь две частицы кислорода, а справа без индексов. То есть слева 2 молекулы, а с правой одна молекула. Что делаем? Никаких дополнительных индексов или исправлений в химическую формулу вносить нельзя, так как она написана правильно.
Коэффициенты
Коэффициенты – это то, что написано перед молекулами. Они уже имеют право меняться. Для удобства саму формулу не переписываем. Справа 1 умножаем на 2, чтобы получить и там 2 частицы кислорода.
После того как мы поставили коэффициент, получилось две частицы кальция. Слева же только одна. Значит, теперь перед кальцием мы должны поставить 2.
Теперь проверяем итог. Если количество молекул элементов равно с обеих сторон, то можем поставить знак «равно».
Следующий пример.
2 водорода слева, и после стрелочки у нас тоже 2 водорода. Смотрим дальше. Два кислорода до стрелочки, а после стрелочки индексов нет, значит, 1 атом. Слева больше, а справа меньше. Выходим из положения и ставим коэффициент 2 перед водой.
Умножили всю формулу на 2, и теперь у нас изменилось количество водорода. Умножаем индекс на коэффициент, и получается 4. А с левой стороны осталось две частицы водорода. Вот чтобы получить 4, мы должны водород умножить на 2.
Проверяем. Если везде одинаково, то ставим «равно».
Последний пример в элементарных реакциях.
Реакция нейтрализации
Второй пример более сложный, так как здесь больше элементов вещества.
Эта реакция называется реакцией нейтрализации. Что здесь надо уравнивать в первую очередь?
Напрашивается вывод, что надо умножить всю формулу на два.
Теперь дальше смотрим, сколько есть серы. С левой и правой стороны по 1 атому серы. Дальше смотрим на кислород. С левой стороны мы имеем 6 атомов кислорода. С другой стороны – 5. Меньше справа, больше слева. Нечетное количество надо довести до четного значения. Для этого формулу воды умножаем на 2, то есть из одного атома кислорода делаем два.
Теперь с правой стороны уже 6 атомов кислорода. С левой стороны тоже 6. Кислород уравнен. Проверяем водород. Два водорода и еще два водорода будет 4 водорода с левой стороны. Смотрим с другой стороны. Здесь также 4 водорода. Все элементы уравнены. Ставим знак «равно».
Следующий пример:
Он интересен тем, что появились скобки. Скобки говорят о том, что если множитель стоит за скобкой, то каждый элемент, стоящий в скобках, умножается на этот множитель. Здесь надо начать с азота, так как его меньше, чем кислорода и водорода. Слева азот 1, а справа, с учетом скобок, его два.
Справа же 2 атома водорода, а нужно 4. Мы просто выходим из положения и умножаем воду на 2, в результате чего получили 4 водорода. Отлично, водород уравняли. Если все элементы не уравнены, нельзя сказать что-то однозначно. Остался не уравненным кислород. До реакции присутствует 8 атомов кислорода, после – тоже 8.
Отлично, все элементы уравнены, можем ставить «равно».
Теперь за счет коэффициента, который только что поставили, после реакции два натрия, до реакции его тоже 2. Отлично, все остальное уравнено.
Видео
Из этого видео вы узнаете, как правильно расставлять коэффициенты в химических уравнениях.
Номенклатура (химия)
Оглавление
история
Номенклатура ИЮПАК
Кроме того, в названиях элементов преобладают национальные обычаи, и даже основы названий IUPAC не всегда соответствуют названию, которое является решающим для сокращения формулы (например, Hg = hydrargyrum, немецкая ртуть, корень IUPAC «mercur», такой как английский mercury и латинский Mercurius ).
Названия элементов и символы
Префиксы номеров в химических названиях
|
|
|
Делать- | -nonaconta- | -tetracta- | -килия |
---|---|---|---|
2 | 90 | 400 | 1000 |
1492 = Dononacontatetractakilia |
Пропуск числовых префиксов
Альтернативные префиксы номеров
номер | Приставка |
---|---|
1 | курицы |
2 | к |
3 | трис |
4-й | тетракис |
5 | пентакис |
Шестой | гексакис |
. | |
21 год | Хеникосакис |
В следующих префиксах, которые являются производными от латинских цифр, которые используются для непосредственно соединить одинаковые единицы :
номер | Приставка |
---|---|
2 | би |
3 | тер |
4-й | четверть |
5 | Quinque |
Шестой | секс |
7-е | септи |
и т.п. |
Неорганическая химия
Формулы неорганических соединений
Водородные соединения
радикальный
У некоторых радикалов есть особые названия, особенно если речь идет о кислородных соединениях.
Органическая химия
Кронштейны
В случае неполностью изотопно замещенных соединений номера позиций и символы нуклидов заключены в круглые скобки, например, в случае дихлор ( 2 H 2 ) метана. В случае специфических, неселективных, селективно маркированных, изотопно-дефицитных или обогащенных соединений символы нуклидов с индексами умножения помещаются в квадратные скобки, например, для [ 13 C, 2 H 2 ] метана, [ def 13 C] хлороформа, [ 12 C] хлороформ.
В случае спироуглеводородов за термином спиро следует сумма атомов углерода, связанных со спироатомом в квадратных скобках, например спиро [2.4] гептан. Если необходимо провести формальное (ди) гидрирование, чтобы вообще можно было реализовать спиросвязь, дополнительный индексированный водород помещается в круглые скобки сразу после числа, относящегося к спиросвязи.
Пробелы и дефисы
Во всех местах, где в английском языке используются пробелы между словами имени, в немецком языке в органической химии есть дефисы или пробел опускается. Иногда использование дефисов бывает несколько произвольным. Если это для ясности, будьте здесь немного щедрыми.
Дефисы используются в ФОРМУЛАХ и ИМЕНАХ:
Магистральные системы
Линейные цепи
1 | Курицы | 10 | Дека | 100 | Гекта | 1000 | Килия |
2 | делать | 20-е | Cosa | 200 | Dicta | 2000 г. | Дилия |
3 | Tri | 30-е | Triaconta | 300 | Трица | 3000 | Трилия |
4-й | Тетра | 40 | Тетраконта | 400 | Тетракта | 4000 | Тетралия |
5 | Пента | 50 | Пентаконта | 500 | Пентакта | 5000 | Пенталия |
Шестой | Hexa | 60 | Hexaconta | 600 | Гексакта | 6000 | Гексалия |
7-е | Гепта | 70 | Heptaconta | 700 | Гептакта | 7000 | Гепталия |
8-е | Окта | 80 | Octaconta | 800 | Octacta | 8000 | Octalia |
9 | Нона | 90 | Nonaconta | 900 | Nonacta | 9000 | Nonalia |
Существуют исключения из именования в соответствии с таблицей выше для:
Количество атомов углерода | связь | Фамилия |
---|---|---|
1 | CH 4 | метан |
2 | С 2 Н 6 | Этан |
3 | С 3 Н 8 | пропан |
4-й | С 4 Н 10 | бутан |
11 | С 11 Ч 24 | Ундекан |
20-е | С 20 Ч 42 | Икосан |
21 год | С 21 Ч 44 | Геникозан |
Определение основной цепи в разветвленных ациклических углеводородах
Циклические системы без гетероатомов
В циклических системах родительской системой обычно является один цикл.
Моноциклические системы
Конденсированные полициклические системы
В случае конденсированных полициклических углеводородов (т.е. каждое из отдельных колец связано ровно одной общей связью) базовой системой является компонент, который
Циклофаны могут называться по тем же правилам, хотя и имеют свою номенклатуру.
Мостовые полициклические системы
Спиросоединения
Более сложные системы
Решение о том, что теперь следует рассматривать как корневую систему, больше не является легким с более сложными связями.
Гетероциклы
В случае конденсированных полициклов гетероциклы имеют приоритет над карбоциклами (= кольца, которые состоят только из атомов углерода). Также существуют системы с банальными названиями для гетероциклов, которые понимаются как отдельные стволовые системы (без ранжирования и неполные):
В остальном, обозначение гетероциклов в значительной степени соответствует правилам, приведенным выше для циклических систем без гетероатомов. Затем тип и положение гетероатомов указывается с использованием заменяющей номенклатуры (номенклатура «а»).
Многие отдельные соединения и группы веществ содержат окончание -идин (например, пирролидин и анизидин ). В большинстве случаев это ароматические соединения, содержащие азот. Однако система именования не соответствует единой системе.
Заместители (остатки)
Если в качестве префиксов используется несколько заместителей, они перечислены в алфавитном порядке, умножение префиксов не меняет порядок, например, Di b rom- перед C hlor- (правило: P-14.5.1). Всегда применяется первая буква заместителя, например, D- метиламино (правило P-14.5.2).
Исходные системы в качестве заместителей
Названия элемент-водородные группы образованы аналогично от исходного соединения:
Боковые цепи с двойным соединением с основной цепью имеют на конце -илен ( метилен : = CH 2 ), в случае тройного соединения -илидин ( метилидин : CH).
Функциональные группы
Самая старшая функциональная группа добавляется как окончание (суффикс), остальные функциональные группы как префиксы:
Общие имена
нумерация
Основная система пронумерована таким образом, чтобы полученные числа были как можно меньше. CH 3 –CH 2 –CH 2 –CH (CH 3 ) –CH 3 называется 2-метилпентаном, а не 4-метилпентаном.
Если боковые цепи должны быть пронумерованы, точка соединения с основной цепью всегда находится в позиции 1.
В случае конденсированных полициклических систем могут существовать схемы обязательной нумерации, которые необходимо искать в каждом случае (см., Например, базовую структуру стерана ).
Повторяющиеся заместители
пример
Согласно номенклатуре IUPAC, например, соединение
получил название 2-аминоэтанол.
Получить это имя можно следующим образом:
Стереохимия
Хиральные связи
Здесь, на кольце, также два атома брома показаны в транс (слева) и цис- положениях («вместе» с одной стороны).
Аномеры
биохимия
Кроме того, была разработана кодовая система ( см. Номера ЕС ), в которой ферменты можно найти под четырехзначным кодом.
Стандарты маркировки вне правил ИЮПАК
Альтернативная номенклатура NXL используется для обозначения гипервалентных соединений. Для практического обращения с химическими веществами в повседневной жизни также существуют стандарты, системы счисления и базы данных веществ различной направленности: